大足黑山羊宰后成熟過程中揮發性風味物質的變化

王亞娜，王曉香，王振華，張聰聰，尚永彪,2,3,*

大足黑山羊宰后成熟過程中揮發性風味物質的變化

王亞娜1，王曉香1，王振華1，張聰聰1，尚永彪1,2,3,*

羊肉作為我國城鄉居民重要的肉類食品，其營養價值得到了越來越廣泛的認可，其獨特的風味和健康安全的特質已深入人心，消費呈現逐年上漲態勢[1]。羊肉是一種含有高蛋白、低脂肪、低膽固醇[2]、豐富礦物質的畜禽肉，具有很高的營養價值，但由于其獨特的風味和氣味，很多人避食羊肉。宰后成熟是肉類生產的重要工藝，肉品本身含有一定的風味物質前體化合物，在成熟過程中發生一系列的化學變化，從而對肉的風味產生影響[3]。揮發性風味物質直接反應了肉的風味特色，目前已有宰后成熟過程中牛肉[4]、豬肉[5]等揮發性風味物質的相關報道，但羊肉涉及較少，本研究以大足黑山羊為研究對象，采用頂空固相微萃取（headspace solid phasemicro-extraction，HS-SPME）結合氣相色譜-質譜（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）聯用技術測定其后腿肉在成熟過程中揮發性風味物質的變化，為工業化生產過程中提高羊肉風味品質提供依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

隨機抽取12 只大足黑山羊（16月齡，40～50 kg），宰前禁食12 h，宰后取新鮮后腿肉，購于重慶北碚。氯化鈉（分析純） 天津市福晨化學試劑廠。

1.2 儀器與設備

2010型GC-MS聯用儀 日本島津公司；DB-5ms色譜柱（30.0 m×0.25 mm，0.25 μm） 美國Agilent公司；萃取瓶 美國Perkinelmer公司；手動SPME進樣器、75 μm碳分子篩/聚二甲基硅氧烷涂層萃取頭 美國Supelco公司。

1.3 方法

1.3.1 原料處理

將現宰的黑山羊后腿肉用保鮮膜包裹，放入事先準備好的保溫冰盒中，10 min內運回實驗室，立即將其放在-18 ℃冰箱中快速冷卻至中心溫度低于4 ℃后，用已消過毒的砧板和手術刀將腿肉分割成30 g左右的小塊，裝入自封袋，控制在3～5 min內完成。自封袋材料：聚乙烯，自封袋規格：120 mm×80 mm。包裝結束后立即將肉樣放置在0～4 ℃環境中進行成熟。

1.3.2 揮發性風味物質的頂空捕集

1.3.2.1 樣品預處理

分別在成熟的第0、24、72、120、168小時5 個時間點（0 h樣品為取樣開始時的肉樣），取去除結締組織的肉樣在4 ℃左右條件下經絞肉機迅速絞碎成0.3～0.5 mm的肉糜。

1.3.2.2 SPME

在15 mL頂空萃取瓶中加入4.0 g肉糜，再加入質量分數20%氯化鈉溶液，混勻，放入90 ℃水浴鍋中恒溫加熱15 min。將老化后的SPME針頭插入頂空萃取瓶中，緩慢推動手柄使石英纖維頭推出并暴露于樣品上部空間，在90 ℃恒溫水浴鍋中萃取風味物質30 min。等萃取結束后，推動手柄使纖維頭縮回針頭內，并拔出針頭。取出SPME針管后將其插入GC-MS進樣口，緩慢推動手柄，伸出纖維頭，熱脫附5 min，然后縮回萃取頭，并將SPME針管退出進樣口，同時啟動儀器開始采集數據。

1.3.3 GC-MS聯用儀測定條件

GC條件[6-7]：DB-5ms毛細管柱（30.0 m×0.25 mm，0.25 μm）；載氣：He；柱箱溫度40.0 ℃；進樣口溫度250.0 ℃；進樣方式：分流模式；進樣時間1.00 min；流量控制方式：線速度；壓力33.4 kPa；總流量15.7 mL/min；柱流量0.80 mL/min；線速率32.2 cm/s；吹掃流量3.0 mL/min；分流比14.9∶1；升溫程序：40.0 ℃保持1.00 min，以10.00 ℃/min升至230 ℃，保持1.00 min。

MS條件：離子源溫度230 ℃；接口溫度250 ℃；溶劑延遲時間1 min；閥值1 000。

1.4 定性定量分析

揮發性風味物質經色譜柱分離后，通過計算機標準譜圖庫NIST中的數據對GC-MS結果進行分析，并結合相關文獻進行人工譜圖解析，以確定其化學成分，再利用峰面積歸一法計算出各化合物在黑山羊肉揮發性風味物質中的相對含量。

2 結果與分析

2.1 宰后成熟過程中黑山羊腿肉揮發性風味物質的變化

圖1 宰后成熟過程中黑山羊腿肉揮發性風味物質色譜圖Fig.1 GC-MS chromatograms of the volatile compounds of hindquarter meat of Dazu black goat during postmortem aging

宰后成熟過程中黑山羊腿肉揮發性風味物質總離子流色譜圖如圖1所示。通過GC-MS聯用技術分析，山羊肉成熟過程中共檢測出77 種揮發性風味物質，主要包括烴類（39 種）、醛類（11 種）、醇類（9 種）、酮類（1 種）、芳香族化合物（15 種）和雜環類化合物（2 種），這6 大類77 種揮發性風味物質的種類及相對含量如表1所示。

表1 宰后成熟過程中黑山羊腿肉揮發性風味物質組成及相對含量Table1 Volatile compounds and relative contents in hindquarter meat of Dazu black goat during postmortem aging

續表1

成熟時間為0 h時，檢測出烴類12 種、醛類5 種、醇類1 種，而酮類、芳香族和雜環化合物均未檢出，其中烴類和醛類為主要成分，且主要成分中2,3,5,8-四甲基-1,5,9-十三烯占5.96%，己醛占5.38%，壬醛占4.77%。

在成熟時間為24 h時，檢測出烴類22 種、醛類9 種、醇類3 種、酮類1 種、雜環類1 種，而芳香族化合物仍未檢出，其中烴類、醛類和醇類為主要成分，且主要成分中十六烷占7.09%，壬醛占9.56%，癸醛占4.02%，雪松醇占1.03%。檢出的唯一的酮類為2-甲基-1-庚烯-6-酮，相對含量為1.15%。雜環類為吡啶，相對含量為2.41%。

在成熟時間為72 h時，檢測出芳香族13 種、烴類9 種、醛類8 種、醇類4 種，雜環類1 種，而酮類化合物未檢出，其中芳香族、烴類和醛類為主要成分，且主要成分中（1-丁基辛基）苯占1.36%，（1-戊基庚基）苯占1.15%，十三烷占3.19%，2-甲基十一烷占2.11%，壬醛占23.49%，十六醛占9.06%。檢測出的唯一的雜環類化合物為2-正戊基呋喃，其相對含量為0.80%。

在成熟時間為120 h時，檢測出烴類9 種、醛類6 種、芳香族2 種、雜環類1 種，而醇類和酮類化合物未檢出，其中烴類、醛類和芳香族為主要成分，且主要成分中2,3,5,8-四甲基-1,5,9-十三烯占4.85%，十三烷占2.75%，十八醛占14.4%，壬醛占9.64%。2 種芳香族化合物為2,6-二叔丁基對甲酚和7-苯基十三烷，其相對含量分別為0.50%和0.20%。吡啶是唯一的雜環類化合物，其相對含量為9.34%。

在成熟時間為168 h時，共檢測出醛類8 種、烴類6 種、芳香族2 種、醇類1 種，而酮類和雜環類化合物未檢出，其中醛類、烴類和芳香族為主要成分，且主要成分中十八醛占25.61%，壬醛占11.17%，2,6-二叔丁基對甲酚占0.52%。檢測出的十九醇為唯一的醇類，其相對含量為0.60%。

2.2 宰后成熟過程中黑山羊肉揮發性風味物質相對含量的比較

如圖2所示，羊肉中的烴類物質在成熟24 h時，其相對含量最高，共檢出22 種，相對含量為24.32%；醛類物質在成熟72 h時，雖然只檢測出了8 種，但其相對含量最高，占55.11%；其次為168 h，檢出8 種，相對含量為48.25%；羊肉中的醇類物質在成熟72 h（4 種）時，其相對含量最高，占3.13%；酮類物質，僅在24 h檢測出一種，其相對含量為1.15%，其他時間點均未檢出；羊肉中的芳香族化合物，在成熟72 h時，檢出13 種，其相對含量最高，為8.98%，而在120 h和168 h各檢出2 種，且相對含量較低。雜環類物質僅檢測出2 種，2-正戊基呋喃和吡啶，分別在24、72 h和120 h時檢測出1 種，其他時間點未檢出。

圖2 宰后成熟過程中黑山羊腿肉揮發性風味物質的相對含量Fig.2 The relative contents of different chemical classes of volatile compounds in goat rear legs during postmortem aging

同一成熟時間點，醛類化合物為主要成分，其相對含量最高，其次為烴類物質。不同成熟時間點處，6 類揮發性風味物質的檢出種類及相對含量存在顯著差異，其中以24、72 h檢出物質種類最多，各揮發性物質總相對含量最高。

2.3 宰后成熟過程中黑山羊肉揮發性風味物質貢獻分析

羊肉特殊的風味是經過多種化合物共同作用形成的，而羊肉味和膻味是決定羊肉烹飪后可口性的關鍵指標，其中膻味是羊肉特有的風味。羊肉香味的主要成分是羰基化合物和不飽和脂肪酸（C8～C10）[8-9]。在羊肉脂肪中含有支鏈脂肪酸，即一些帶有甲基取代基的飽和脂肪酸，其中4-甲基壬酸和4-甲基辛酸是羊肉風味形成的根本原因，也就是人們所描述的膻味[10]。肉類香味化合物產生的途徑主要有3 個：氨基酸與還原糖間的美拉德反應；蛋白質、游離氨基酸（如天冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸及賴氨酸等）、糖類、核苷酸等物質的熱降解；脂肪的氧化作用[11-12]。

羊肉中的風味前體物質主要是低分子質量的水溶性物質如還原糖、含硫氨基酸、肽類和肌酸肝等與脂肪組織的氧化產物如烷烴、內酯、醇和醛。羊肉中揮發性香味物質包括10 種醛、3 種酮、1 種內酯，包括烷烴、醛、酮、醇、內酯和雜環化合物[13]。表1顯示，羊肉在不同成熟時間點處，烴類、醛類、醇類、酮類、芳香類和雜環類6 大類揮發性風味物質的相對含量存在顯著差異，并且除了168 h，其余時間點檢測出的烴類化合物的種類最多，而在同一成熟時間點，醛類化合物為主要成分，其相對含量最高。

烷烴類化合物的來源主要是脂肪酸烷氧自由基的均裂，羊肉中檢出的支鏈烷烴可能來源于支鏈脂肪酸的氧化。一般認為烷烴類化合物由于具有較高的香味閾值，其本身不具有明顯的風味特征[14-15]，對羊肉風味形成的直接貢獻不大，但因其種類豐富，可能有助于提高羊肉的整體風味。

醛類化合物的來源主要是脂肪的氧化和降解，另外，斯特雷克爾氨基酸反應也是醛類化合物的重要來源之一[16-17]。醛類化合物具有脂肪的香味，且閾值一般很低，是羊肉特征風味物質的來源。醛類在脂肪氧化中生成速率較快，C3、C4的醛具有強烈的刺激性風味；C5～C9的醛具有清香、油香、脂香味，分子質量較大的醛具有橘子皮似的風味，而支鏈醛帶有愉快的甜味或水果特征風味[18]。黑山羊肉樣品中已檢出的直鏈飽和醛（如己醛、庚醛、辛醛、壬醛、癸醛）和不飽和醛（如2-壬烯醛）使羊肉具有水果清香和脂香味，其中己醛是肉中脂肪酸自動氧化最重要的產物之一，己醛含量多少直接會影響到肉類的“過熱”味[19]，羊肉宰后成熟過程中己醛含量的增加可能會引起黑山羊肉風味劣變；辛醛和壬醛都是油脂氧化的產物，帶有水果清香味；癸醛帶有甜香、柑橘香、蠟香和花香；（Z）-2-壬烯醛是亞油酸主要揮發物的氧化產物，具有甜香味。十六醛具有脂肪香味等。因此，醛類物質在羊肉風味中占非常重要的位置。

醇類化合物由肉中的醛類和酮類化合物經醇還原酶還原或不飽和脂肪酸氧化而形成的，在成熟后期中通過酯化反應或氧化反應而消失[20]。醇類化合物一般帶有芳香、植物香和酸敗味。羊肉中檢出的醇類物質中，直鏈飽和醇（如十二醇、十九醇等）閾值較高，一般對于食品風味的影響不大；不飽和醇（如2-癸烯-1-醇、2-壬烯-3-醇等）閾值較低，具有蘑菇味和金屬味，一般認為對風味的形成有貢獻[21-22]。已有研究[18]結果，直鏈的低級醇雖然總體是無風味的，但隨著碳原子數的增加，風味逐漸增強，從而表現出清香、木香、脂肪香的特征。

在羊肉揮發性成分中含有多種芳香烴，由脂質高溫反應生成，這種化合物的閾值較高[23]，其在羊肉中相對含量較少，且集中出現在72 h，故對羊肉風味沒有太大貢獻。有研究提出存在于脂肪中、具有揮發性的烷基苯酚對于羊肉氣味和風味有很大的影響，其中烷基苯酚包括甲基苯酚、異丙基苯酚和其他化合物[24]。

酮類化合物是脂肪氧化和降解的另一主要產物。在羊肉中酮類化合物的種類少，其相對含量也較低。大多數酮類物質的閾值較高，因此其對羊肉風味特征的貢獻不大，但有些酮類是形成雜環化合物的重要中間體，雜環化合物的閾值較低，對肉香味的形成起著不可忽視的作用[25]。

3 結 論

采用HS-SPME-GC-MS技術檢測到黑山羊宰后成熟過程中的揮發性風味物質共6 大類77 種，分別為烴類（39 種）、醛類（11 種）、醇類（9 種）、酮類（1 種）、芳香族化合物（15 種）和雜環類化合物（2 種）。其中醛類物質所占的比重最高，其次為烴類、醇類、芳香族化合物，而酮類、雜環類化合物所占的種類較少且相對含量也較低。在不同成熟時間點處，6 類揮發性風味物質的檢出種類及相對含量存在顯著差異，其中以24、72 h檢出物質種類最多，各揮發性物質總相對含量最高，在72 h時醛類物質檢出相對含量最高，在24 h時烴類物質檢出相對含量最高，但醛類物質相對含量較少。醛類化合物是羊肉特征風味物質的主要來源，對羊肉風味形成有重大貢獻，而烴類化合物對羊肉風味形成的直接貢獻不大，只是有助于提高羊肉的整體風味，所以72 h時羊肉風味最佳。綜合實驗結果可以得出：宰后成熟工藝有利于羊肉風味的改善，且72 h為羊肉的最佳成熟時間點。

[1] 丁麗娜. 中國羊肉市場供求現狀及未來趨勢研究[D]. 北京: 中國農業大學, 2014: 1-2.

[2] 張未風, 趙改名, 張春暉, 等. 小尾寒羊發酵香腸揮發性風味成分的分離與鑒定[J]. 現代食品科技, 2012, 28(11): 1575-1580.

[3] SHAHIDI F. 肉制品與水產風味[M]. 2版. 李潔, 朱國斌, 譯. 北京:中國輕工業出版社, 2001: 1-10.

[4] 師希雄, 余群力, 田甲春. 牦牛肉成熟過程中主要揮發性成分的變化[J]. 農業機械學報, 2011, 42(11): 144-147.

[5] 朱瑤迪, 鄒小波, 黃曉瑋, 等. 豬肉貯藏過程中揮發性成分的研究[J].食品工業科技, 2012, 33(24): 374-378.

[6] 李興艷. 兔肉成熟過程中理化及蛋白質功能性質的變化[D]. 重慶:西南大學, 2014: 45-46.

[7] 陳海濤, 張寧, 徐曉蘭, 等. SPME和SDE-GC-MS分析賈永信臘羊肉揮發性風味成分[J]. 食品科學, 2013, 34(14): 187-191. doi: 10.7506/ spkx1002-6630-201314038.

[8] ROBERT A E, JUAN A O, RICHARD H D, et al. Characterization of headspace volatile compounds of selected Spanish dry fermented sausages[J]. Food Chemistry, 1999, 64(4): 461-465.

[9] 杜克生. 食品生物化學[M]. 北京: 化學工業出版社, 2002: 200-289.

[10] 尹靖東. 動物肌肉生物學與肉品科學[M]. 北京: 中國農業大學出版社, 2011: 1-12.

[11] 蒲彬, 賀玉鳳. 風味羊肉醬的調味技術研究[J]. 食品與機械, 2007, 23(4): 147-149.

[12] 劉哲, 吳建平. 羊肉風味的影響因素及研究狀況[J]. 中國畜牧獸醫, 2005, 32(1): 28-31.

[13] SUTHERLAND M M, AMES J M. The effect of castra-tion on the headspace aroma components of cooked lamb[J]. Journal of Science Food Agriculture, 1995, 69: 403-413.

[14] 江新業, 宋煥祿, 夏玲君. GC-O/GC-MS法鑒定北京烤鴨中的香味活性化合物[J]. 中國食品學報, 2008, 8(4): 160-164.

[15] CAPORASO F, SINK J D, DIMICK P S, et al. Volatile flavor constituents of ovine adipose tissue[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 1977, 25(6): 1230-1234.

[16] XIE Jianchun, SUN Baoguo, ZHENG Fuping, et al. Volatile flavor constituents in roasted pork of Mini-pig[J]. Food Chemistry, 2008, 109(3): 506-514.

[17] 劉勇. 犢牦牛肉用品質、脂肪酸及揮發性風味物質研究[D]. 蘭州:甘肅農業大學, 2010: 37-39.

[18] WETTASINGHE M, VASANTHAN T, TEMELLI F, et al. Volatiles from roasted by products of the poultry processing industry[J]. Journal of Agriculture and Food Chemistry, 2000, 48(8): 3485-3492.

[19] TIKK K, HAUGEN J E, ANDERSEN H J, et al. Monitoring of warmed-over fl avour in pork using the electronic nose-correlation to sensory attributes and secondary lipid oxidation products[J]. Meat Science, 2008, 80(4): 1254-1263.

[20] 尚永彪, 吳金鳳, 夏楊毅, 等. 農家臘肉冷熏加工過程中揮發性風味物質的變化[J]. 食品科學, 2009, 30(17): 79-83.

[21] MURIEL E, ANTEQUERA T, PETRON M J, et al. Volatile compounds in Iberian dry-cured loin[J]. Meat Science, 2004, 68(3): 391-400.

[22] BURDOCK G A. Fenaroli’s handbook of flavor ingredients[M]. 5th ed. Boca Raton: CRC Press, 2005.

[23] 李永鵬, 余群力. 宰后成熟過程對牦牛肉中揮發性風味化合物的影響[J]. 食品科學, 2011, 32(5): 1-5.

[24] 郭冰. 肉類風味形成及羊肉香精的風味研究[J]. 北京工商大學學報:自然科學版, 2011, 29(2): 70-74.

[25] XIONG Youling, LOU Xin, WANG Chong, et al. Protein extraction from chicken myofi brils irrigated with various polyphosphate and nacl solutions[J]. Journal of Food Science, 2000, 65(1): 96-100.

（1.西南大學食品科學學院，重慶 400716；2.農業部農產品貯藏保鮮質量安全風險評估實驗室（重慶），重慶 400716；3.重慶市特色食品工程技術研究中心，重慶 400716）

采用頂空固相微萃取結合氣相色譜-質譜聯用技術，研究黑山羊后腿肉在成熟過程中揮發性風味物質的變化。結果顯示：在黑山羊宰后成熟過程中，共檢測出6 類共77 種揮發性風味物質，分別為烴類、醛類、醇類、酮類、芳香族和雜環類化合物。其中醛類物質所占的比重最高，其次為烴類、醇類、芳香族化合物，而酮類、雜環類化合物所占的種類較少且含量也較低。在不同成熟時間點處，6 類揮發性風味物質的檢出種類及相對含量存在顯著差異，其中以72 h檢出物質種類較多，各揮發性物質總相對含量最高。結果表明，宰后成熟工藝有利于羊肉風味的改善，且72 h為羊肉的最佳成熟時間點。

黑山羊后腿肉；頂空固相微萃取；氣相色譜-質譜聯用；揮發性風味物質

Changes in Volatile Flavor Components in Dazu Black Goat Meat during Postmortem Aging

WANG Yana1, WANG Xiaoxiang1, WANG Zhenhua1, ZHANG Congcong1, SHANG Yongbiao1,2,3,*
(1. College of Food Science, Southwest University, Chongqing 400716, China; 2. Quality and Safety Risk Assessment Laboratory of Products Preservation (Chongqing), Ministry of Agriculture, Chongqing 400716, China; 3. Chongqing Engineering Research Center of Regional Food, Chongqing 400716, China)

Headspace solid phase microextraction (HS-SPME) combined with gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) was used for measuring changes in volatile flavor compounds in hindquarter meat of Dazu black goat. The results showed that six 77 volatile fl avor compounds, including hydrocarbons, aldehydes, alcohols, ketones, aromatic and heterocyclic compounds, were detected. The highest proportion was aldehydes, followed by those of hydrocarbons, alcohols, aromatic compounds. The numbers and amounts of ketones and heterocyclic compounds were lower. Among different aging times, there were signifi cant differences in the numbers and relative contents of volatile fl avor compounds belonging to six different classes, most of which were detected at 72 h and the content of each volatile compound was the highest simultaneously. Therefore, postmortem aging was benefi cial to the improvement of fl avor components in mutton, and the optimal aging time was 72 h.

hindquarter meat of Dazu black goat; headspace solid phase micro-extraction (HS-SPME); gas chromatographymass spectrometry (GC-MS); volatile flavor compounds

TS251

A

1002-6630（2015）22-0107-06

10.7506/spkx1002-6630-201522019

2015-05-20

公益性行業（農業）科研專項（201303144）；重慶市特色食品工程技術研究中心能力提升項目（cstc2014pt-gc8001）

王亞娜（1990—），女，碩士研究生，研究方向為食品質量與安全控制。E-mail：718339716@qq.com

*通信作者：尚永彪（1964—），男，教授，博士，研究方向為農產品加工。E-mail：shangyb64@sina.com